SUMBER TEGANGANTINGGI ARUS BOLAK

BALIKGREDI ARGA PRASETYA

13041066

Menentukan Kapasitas Transformator Penguji1

Pembangkitan Tegangan Tinggi Dengan Rangkaian Resonansi Seri2

Seri Resonan3

Pengaruh Impedansi Beban Kepada Sifat Beban Rangkaian Resonansi Seri4

Sumber Tegangan Tinggi Arus Bolak Balik Frekuensi Tinggi5

SUMBER TEGANGAN TINGGI ARUSBOLAK BALIK

Rangkaian penguji Rangkaian Penguji Bertingkat

Syarat Dari Sumber Tegangan1. Mempunyai tegangan yang stabil tanpa ada fluktuasi tegangan bila dibebani.2. Tidak ada gelombang harmonik akibat beban serni konduktor, sebaiknya

berbentuk sinus murni.3. Energi lebih baik berasal dari transformator yang kapasitasnya besar guna

meminimumkan efek dari beban pada transformator tersebut.

SUMBERTEGANGAN TINGGIARUS BOLAK BALIK

Rangkaian Pengganti Cascade Bertingkat

Transformator tingkat 1NcIc = Nt + NgIgNc = Jumlah lilitan eksitasi.Nt = Jumlah lilitan tegangan tinggiNg = Jumlah lilitan belitan gandeng.

Pada transformator berlaku

Bila 𝑉𝑒1 = 𝑉𝑔1maka Ne1.Ie1.Ve1 = Nt1.Ie1.Vt1 + Ng1.Ie1.Vg1JadiIe1.Ve1 = Vt1.It1 + Vg1.Ig1

Sedangkan V.I = S (VA)Se1 = St1 +Sg1Jadi Bila dalam susunan cascade terdapat 3 buah transformator maka perbandingandaya pada tingkat 1:2:3 adalah 3S : 2S : 1S.

Impedansi hubungan singkat untuk setiap belitan

pada masing masing transformator adalah

Xe = Impedansi belitan eksitasi

Xg = Impedansi belitan gandengan (coupling)

Xt = Impedansi belitan tegangan tinggi.

𝑉𝑔1

𝑉𝑒1=

𝑁𝑔1

𝑁𝑒1𝑑𝑎𝑛

𝑉𝑡1𝑁𝑒1

=𝑁𝑡1

𝑉𝑒1

KAPASITAS TRANSFORMATOR PENGUJI• PEMILIHAN SUATU TRANSFORMATOR PENGUJI DITENTUKAN OLEH KAPASITAS DARI SEMUA YANG DIANGGAP BEBAN (KAPASITAS DARI

BEBAN DAN ALAT PENGUKUR LAINYA, SEMUANYA DIANGGAP BEBAN).

P = V2.ɷ.CB.109 (KVA)

DIMANA

P = DAYA DALAM KVA

ɷ = 2ΠF

V = TEGANGAN PENGUJIAN PADA TRANSFORMATOR PENGUJI DALAM KV

CB = KAPASITAS DARI SELURUH BEBAN.

Rangkaian pengganti dan transformator penguji

Bila nilai R0 ≤ ɷL0 maka nilai dari V2 menjadi

PEMBANGKITAN TEGANGAN TINGGIDENGAN RANGKAIAN RESONANSI SERI

Rangkaian Resonansi Seri Rangkaian Pengganti Resonansi Seri

Rangkaian Resonansi Seri disederhanakan

Keterangan L1 dan L2 induktansi bocor dari transformator. R1 dan R2 tahanan dari belitan transformator. L0 induktansi permagnetan. R0 tahan pengganti kerugian inti. La dan Lb reakotr yang dinilai induktansinya

dapat diubah. C kapasitas berbeban danterminal rangkaian

PEMBANGKITAN TEGANGAN TINGGIDENGAN RANGKAIAN RESONANSI SERI

Bila induktansi reaktor seluruhnya = Ln dan tegangan dari transformator adalah Vn dan

kapasitansi seluruh rangkaian adalah maka rangkaian tersebut akan mencapai resonansi bila

X, = Xc atau ɷL = 1/ɷ C, maka:

ɷ =2πf ; fn = 1/2π√Ln.Cn

Nilai Ln diperoleh dari Ln = 1/ɷn.Cn

Bila tahanan dari belitan reaktor adalah kecil, R ≤ ɷ.Ln, maka nilainya dapat diabaikan,

sehingga arus yang mengalir pada reaktor menjadi:

𝐼𝑛 =𝑉𝑛

𝑋1; 𝐼𝑛 =

𝑉𝑛

𝜔𝑛𝐿𝑛; 𝐼𝑛 =

𝑉𝑛

2𝜋𝑓𝑛𝐿𝑛

Dalam hal ini 2πfn = 1

𝐿𝑛𝐶𝑛

Jadi 𝐼𝑛 = 𝐶𝑛𝐿𝑛

Bila kapisator dari rangkaian beban adalah sebesar Ct (tidak sama dengan Cn), maka frekuensi

dari rangkaian tersebut adalah:

𝐹1

𝐹𝑛= 𝐶𝑛

𝐶1

Jadi nilai frekuensinya berubah sesuai dengan nilai C dari beban

𝐼

𝐶𝑛−

𝐶𝑛

𝑓=

𝐶1

𝐶

KEUNTUNGAN MENGGUNAKAN CARA RESONANSI SERI

1.GELOMBANG OUTPUT DAPAT DIPERTAHANKAN DALAM

BENTUK SINUS MURNI.

2.DAYA YANG DIPERLUKAN UNTUK PENGUJIAN SANGAT KECIL

ANTARA 5% S/D 10% DARI DAYA YANG DIPERLUKAN.

3.TIDAK TERJADI ARKA ATAU ARUS SURJA YANG BESAR BILA

ALAT YANG DIUJI MENGALAMI KEGAGALAN.

4.UNTUK MENDAPAT TEGANGAN YANG TINGGI DAPAT DISUSUN

SECARA CASCADE.

5.SUSUNANNYA SEDERHANA DAN KOKOH.

SERI RESONAN

Rangkaian Seri ResonanTegangan Output V0 = VexQDimanaVex = tegangan eksitasi dalam KVV0 = tegangan output dalam KVQ = faktor kualitas dari rangkaian

dalam resonansi

𝑄 =𝑋

𝑅=

𝑉𝐴𝑅

𝑊𝑎𝑡𝑡=𝐼𝑟𝑒𝑎𝑘𝑡𝑖𝑓

𝐼𝑎𝑘𝑡𝑖𝑓

𝑄 =𝐸𝑛𝑒𝑟𝑔𝑖 𝑦𝑎𝑛𝑔 𝑑𝑖𝑠𝑖𝑚𝑝𝑎𝑛

𝐸𝑛𝑒𝑟𝑔𝑖 𝑦𝑎𝑛𝑔 𝑑𝑖𝑝𝑒𝑟𝑙𝑢𝑘𝑎𝑛𝑢𝑛𝑡𝑢𝑘 1 2 𝑐𝑦𝑐𝑙𝑒

SERI RESONANPada waktu terjadi percikan tegangan dari sistem jatuh akan turun, tegangan dari sistem

yang terjadi resonansi ini akan turun sampai mencapai sama dengan tegangan

transformator penguatan. Setelah api padam maka tegangan penyembuhan (recovery

Voltage) dari sistem seri adalah

𝑉 𝑡 = 𝑉𝑒𝑥 1 − 𝑒𝜔𝑡

2𝑄 𝑐𝑜𝑠10𝑡Vex = tegangan eksitasi (KV)

T = waktu diukut dari permulaan padamnya api

ɷ = faktor kualitas dari rangkaian resonansi seri

Nilai dari𝜔𝑡

2𝑄dapat diganti dengan menggunakan faktor jumlah cycle (N) dari terjadinya

flashooer, f.t = N.𝜔𝑡

2𝑄=

2𝜋𝑓𝑡

2𝑄=

𝜋𝑓𝑡

𝑄=

𝜋𝑁

𝑄

Tegangan penyembuhan Vo(t) dapat mencapai nilai 96% dari tegangan sebelum

flashover pada saat πN/Q = 3 atau dengan kata lain bila N≈Q ,

PENGARUH IMPEDANSIBEBAN KEPADA SIFATBEBAN RANGKAIAN

RESONANSI SERI

Rangkaian Pengganti Impedansi resonan Rangkaian terdiri dari bagian induktif yang

menampilkan induktansi dari reaktansiyang dapat diubah dan transformatorpenguatan dan bagian kapasitif yang menampilkan kepastian dari alat yang diuji, pembagi tegangan, kapasitansi bocor darialat-alat yang terdapat pada rangkaian. masing masing bagian mempunyai tahanan kebocoran.

Faktor kualitas efektif adalah

𝑄𝑒 =𝑄𝑙𝑄𝑐

𝑄𝑙𝑄𝑐

Dimana Qe = faktor kualitas system

Ql = factor kualitas dari bagian induktif

Qc = faltor kualitas dari bagian kapasitif

Sehingga

𝑄𝑒 =

𝜔𝐿𝑅𝑙

1𝜔𝐶𝑅𝑐

𝜔𝐿𝑅𝑙

1𝜔𝐶𝑅𝑐

Dimana

L = induktansi sebagian rangkaian

C = kapasitas dari kapasitas rangkaian

Rl = tahanan induktansi

Rc = tahan seri kapasitansi

Dapat disederhanakan menjadi

𝑄𝑒=

𝜔𝐿

𝑅𝑙 + 𝑅𝑐

Gambar kurva rangkaian resonansi seri

SUMBER TEGANGAN TINGGI ARUSBOLAK BALIK FREKUENSI TINGGI

Belitan Tesla dalam keadaan resonansi

Sumber tegangan tinggi dengan frekuensi

diperlukan untuk menguji adanya ketidakrataan

bahan yang terdapat pada isolator, terutama

isolator yang terbuat dari porselin.Keuntungan

menggunakan transformator ini adalah:

1. Transformator ini tidak menggunakan inti

besi, sehingga menghemat biaya dan

bentuknya lebihkecil.

2. Outltut gelombangnya adalah sinus murni.

3. Tegangan naik secara perlahan dan pada

pengujian dengan surja hubung tidak akan

merusak.

4. Tegangan didistribusikan merata pada

belitan karena belitan dibagi menjadi

beberapa unit yang disusun bertumpuk.

Analisa yang lebih sederhana untuk kumparan TESLA dapat dilakukan dengan memperhitungkan

bahwa energy yang disimpan pada rangkaian primer yaitu pada kapasitor C1 ditransfer ke

kapasitor C2 melalui gandengan magne. Bila w1 adalah energy yang disimpan pada C1 dan W2

adalah energy yang disimpan pada c2 dan bila efesiensi dari transfornator adalah h maka

W1 = 1/2C1V12=ŋ(1/2C2V2

2)